Cuando en una red eléctrica existe la presencia de cargas reactivas, esto es que los receptores necesitan para su funcionamiento la generación de campos magnéticos, se produce una corriente retrasada vectorialmente respecto a la tensión que la alimenta generando la denominada corriente reactiva o energía reactiva.
Esta energía no se convierte en trabajo útil, sino que se almacena como campo magnético y es utilizada por ciertos elementos para activar sus circuitos, tales como elementos de soldadura, motores, transformadores, inductancias…
La suma de esta energía reactiva con la energía activa se denomina energía aparente. Cuando la energía aparente es muy alta en relación a la energía activa consumida, significa que se está consumiendo un alto porcentaje de energía reactiva.
Este aumento de la energía aparente causado por la existencia de energía reactiva, provoca que la corriente y la potencia que las distribuidoras deben generar, transportar y distribuir sea mayor que la que la propiamente necesaria para transformarse en trabajo útil, lo que supone un incremento de costes.
Desde hace un tiempo, las empresas distribuidoras de energía eléctrica penalizan el uso en exceso de esta energía reactiva mediante el control y medición del denominado Factor de Potencia (FP) o cos de “phi” (cos j), considerando que una instalación es eficiente en relación a su consumo de energía reactiva, cuando el valor del cos j está entre 0.95 y 1.00.
Aunque pueda resultar algo complejo de entender, este factor es el que determina el precio final que pagará nuestra empresa por la energía reactiva solicitada por la instalación.
El factor de potencia o coseno de j siempre tendrá un valor entre 0 y 1. Lo más adecuado sería que el valor fuese 1, ya que querría decir que no existe ningún desfase entre la potencia activa y la potencia aparente. Cuando esto no es así, es cuando puede aparecer en nuestra factura un coste/penalización en concepto de consumo de energía reactiva.
Para eliminar dicha penalización, la solución adecuada por su sencillez de funcionamiento técnico y de instalación son las baterías de condensadores.
Las baterías de condensadores realizan un trabajo de compensación, es decir, compensan la energía reactiva presente en la red mediante la introducción de una reactancia capacitiva (condensadores) que compensa la reactancia inductiva consumida por la red y que actúa en sentido contrario a la misma, aportando la energía reactiva que precisan los receptores de la instalación.
Si instalamos una batería de condensadores, la potencia reactiva llegará o se aproximará a 0, facilitando así que la potencia aparente y potencia activa sean iguales y, por lo tanto, el factor de potencia sea 1 o muy cercano a 1.
Las baterías de condensadores son elementos que una vez incorporados a la red eléctrica de una instalación, consiguen una reducción considerable en la factura.
Fundamentalmente las ventajas que nos aporta una batería de condensadores son tres:
- Reducir la factura eléctrica.
Con una batería de condensadores, se corrige el Factor de Potencia para evitar penalizaciones.
- Reducir la energía aparente.
Al reducir la energía reactiva se reduce la energía aparente del sistema, permitiendo aprovechar al máximo la energía activa disponible.
- Mejora de la calidad de tensión.
Al reducir la energía aparente se reducirá la corriente eficaz y al pasar menos corriente por el sistema de distribución de la instalación, las posibles caídas de la tensión.
¿Cómo funcionan las baterías de condensadores?
Como puede verse en la imagen, una batería está formada por una serie de condensadores (en este caso 8), que serían los módulos de la parte inferior del equipo.
Cada condensador dispone de una potencia diferente. Cuando la batería está en funcionamiento, el regulador del equipo mide la energía reactiva producida por la instalación y hace que se pongan en marcha uno o varios módulos para conseguir compensar dicha energía.
Imaginémonos un ejemplo en el que existen 4 condensadores. En este supuesto, los dos primeros condensadores aportarán 5kVAr., el tercero 10kVAr. y el cuarto de 15kVAr.
Cuando aparece una demanda extra de energía de 3kVAr, ningún módulo entrará en funcionamiento.
En el caso en el que dicha demanda extra sea de 5kVAr, el primer módulo entrará en funcionamiento gracias al aviso del sistema regulador.
Si la energía reactiva supera los 10kVAr, pero no llega a 15, se dispararía el tercer condensador.
Si alcanza los 20kVAr entrarán en funcionamiento el cuarto escalón y uno de los primeros y así sucesivamente.